
<!DOCTYPE HTML>
<html lang="" >
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <meta content="text/html; charset=utf-8" http-equiv="Content-Type">
        <title>Lab3 - Cachesim · GitBook</title>
        <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
        <meta name="description" content="">
        <meta name="generator" content="GitBook 3.2.3">
        
        
        
    
    <link rel="stylesheet" href="gitbook/style.css">

    
            
                
                <link rel="stylesheet" href="gitbook/gitbook-plugin-panel/icons.css">
                
            
                
                <link rel="stylesheet" href="gitbook/gitbook-plugin-panel/panel.css">
                
            
                
                <link rel="stylesheet" href="gitbook/gitbook-plugin-highlight/website.css">
                
            
                
                <link rel="stylesheet" href="gitbook/gitbook-plugin-search/search.css">
                
            
                
                <link rel="stylesheet" href="gitbook/gitbook-plugin-fontsettings/website.css">
                
            
        

    

    
        
    
        
    
        
    
        
    
        
    
        
    

        
    
    
    <meta name="HandheldFriendly" content="true"/>
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, user-scalable=no">
    <meta name="apple-mobile-web-app-capable" content="yes">
    <meta name="apple-mobile-web-app-status-bar-style" content="black">
    <link rel="apple-touch-icon-precomposed" sizes="152x152" href="gitbook/images/apple-touch-icon-precomposed-152.png">
    <link rel="shortcut icon" href="gitbook/images/favicon.ico" type="image/x-icon">

    
    <link rel="next" href="问题汇总/" />
    
    
    <link rel="prev" href="pa4/4.2.html" />
    

    </head>
    <body>
        
<div class="book">
    <div class="book-summary">
        
            
<div id="book-search-input" role="search">
    <input type="text" placeholder="Type to search" />
</div>

            
                <nav role="navigation">
                


<ul class="summary">
    
    

    

    
        
        
    
        <li class="chapter " data-level="1.1" data-path="./">
            
                <a href="./">
            
                    
                    课程设计介绍
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.2" data-path="read-before-starting.html">
            
                <a href="read-before-starting.html">
            
                    
                    实验前必读
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.3" data-path="pa0/">
            
                <a href="pa0/">
            
                    
                    PA0 - 开发环境配置
            
                </a>
            

            
            <ul class="articles">
                
    
        <li class="chapter " data-level="1.3.1" data-path="pa0/0.1.html">
            
                <a href="pa0/0.1.html">
            
                    
                    0.1 Installing a GNU/Linux VM
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.3.2" data-path="pa0/0.2.md">
            
                <span>
            
                    
                    0.2 First Step into Linux
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.3.3" data-path="pa0/0.3.md">
            
                <span>
            
                    
                    0.3 Installing Basic Tools
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.3.4" data-path="pa0/0.4.html">
            
                <a href="pa0/0.4.html">
            
                    
                    0.4 Installing More Tools
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.3.5" data-path="pa0/0.5.html">
            
                <a href="pa0/0.5.html">
            
                    
                    0.5 More Exploration
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.3.6" data-path="pa0/0.6.html">
            
                <a href="pa0/0.6.html">
            
                    
                    0.6 Logging in and Transferring Files via SSH
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.3.7" data-path="pa0/0.7.html">
            
                <a href="pa0/0.7.html">
            
                    
                    0.7 Acquiring Source Code for PAs
            
                </a>
            

            
        </li>
    

            </ul>
            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.4" data-path="pa1/">
            
                <a href="pa1/">
            
                    
                    PA1 - 最简单的计算机
            
                </a>
            

            
            <ul class="articles">
                
    
        <li class="chapter " data-level="1.4.1" data-path="pa1/1.1.html">
            
                <a href="pa1/1.1.html">
            
                    
                    1.1 简易调试器
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.4.2" data-path="pa1/1.2.html">
            
                <a href="pa1/1.2.html">
            
                    
                    1.2 表达式求值
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.4.3" data-path="pa1/1.3.html">
            
                <a href="pa1/1.3.html">
            
                    
                    1.3 监视点
            
                </a>
            

            
        </li>
    

            </ul>
            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.5" data-path="pa2/">
            
                <a href="pa2/">
            
                    
                    PA2 - 冯诺依曼计算机
            
                </a>
            

            
            <ul class="articles">
                
    
        <li class="chapter " data-level="1.5.1" data-path="pa2/2.1.html">
            
                <a href="pa2/2.1.html">
            
                    
                    2.1 第一个程序
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.5.2" data-path="pa2/2.2.html">
            
                <a href="pa2/2.2.html">
            
                    
                    2.2 基本指令集
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.5.3" data-path="pa2/2.3.html">
            
                <a href="pa2/2.3.html">
            
                    
                    2.3 输入输出
            
                </a>
            

            
        </li>
    

            </ul>
            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.6" data-path="pa3/">
            
                <a href="pa3/">
            
                    
                    PA3 - 异常和分页
            
                </a>
            

            
            <ul class="articles">
                
    
        <li class="chapter " data-level="1.6.1" data-path="pa3/3.1.html">
            
                <a href="pa3/3.1.html">
            
                    
                    3.1 异常控制流
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.6.2" data-path="pa3/3.2.html">
            
                <a href="pa3/3.2.html">
            
                    
                    3.2 虚拟地址空间
            
                </a>
            

            
        </li>
    

            </ul>
            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.7" data-path="pa4/">
            
                <a href="pa4/">
            
                    
                    PA4 - 分时多任务
            
                </a>
            

            
            <ul class="articles">
                
    
        <li class="chapter " data-level="1.7.1" data-path="pa4/4.1.html">
            
                <a href="pa4/4.1.html">
            
                    
                    4.1 上下文切换
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.7.2" data-path="pa4/4.2.html">
            
                <a href="pa4/4.2.html">
            
                    
                    4.2 时钟中断
            
                </a>
            

            
        </li>
    

            </ul>
            
        </li>
    
        <li class="chapter active" data-level="1.8" data-path="lab3.html">
            
                <a href="lab3.html">
            
                    
                    Lab3 - Cachesim
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.9" data-path="问题汇总/">
            
                <a href="问题汇总/">
            
                    
                    问题汇总
            
                </a>
            

            
            <ul class="articles">
                
    
        <li class="chapter " data-level="1.9.1" data-path="问题汇总/PA0.html">
            
                <a href="问题汇总/PA0.html">
            
                    
                    PA0
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.9.2" data-path="问题汇总/PA1.html">
            
                <a href="问题汇总/PA1.html">
            
                    
                    PA1
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.9.3" data-path="问题汇总/PA2.html">
            
                <a href="问题汇总/PA2.html">
            
                    
                    PA2
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.9.4" data-path="问题汇总/PA3.html">
            
                <a href="问题汇总/PA3.html">
            
                    
                    PA3
            
                </a>
            

            
        </li>
    

            </ul>
            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.10" >
            
                <span>
            
                    
                    评分细则
            
                </span>
            

            
            <ul class="articles">
                
    
        <li class="chapter " data-level="1.10.1" data-path="pa0/ScoringRule0.html">
            
                <a href="pa0/ScoringRule0.html">
            
                    
                    PA0评分细则
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.10.2" data-path="pa1/ScoringRule1.1.html">
            
                <a href="pa1/ScoringRule1.1.html">
            
                    
                    PA1.1评分细则
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.10.3" data-path="pa1/ScoringRule1.2&1.3.html">
            
                <a href="pa1/ScoringRule1.2&1.3.html">
            
                    
                    PA1.2&1.3评分细则
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.10.4" data-path="pa2/ScoringRule2.1.html">
            
                <a href="pa2/ScoringRule2.1.html">
            
                    
                    PA2.1评分细则
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.10.5" data-path="pa2/ScoringRule2.2&2.3.html">
            
                <a href="pa2/ScoringRule2.2&2.3.html">
            
                    
                    PA2.2&2.3评分细则
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.10.6" data-path="pa3/ScoringRule3.1.html">
            
                <a href="pa3/ScoringRule3.1.html">
            
                    
                    PA3.1评分细则
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.10.7" data-path="pa3/ScoringRule3.2.html">
            
                <a href="pa3/ScoringRule3.2.html">
            
                    
                    PA3.2评分细则
            
                </a>
            

            
        </li>
    

            </ul>
            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.11" data-path="others/">
            
                <a href="others/">
            
                    
                    杂项
            
                </a>
            

            
            <ul class="articles">
                
    
        <li class="chapter " data-level="1.11.1" data-path="others/submit-requirement.html">
            
                <a href="others/submit-requirement.html">
            
                    
                    实验提交要求
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.11.2" data-path="others/git-manual.html">
            
                <a href="others/git-manual.html">
            
                    
                    Git 入门教程
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.11.3" data-path="others/linux-manual.html">
            
                <a href="others/linux-manual.html">
            
                    
                    Linux 入门教程
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.11.4" data-path="others/man-manual.html">
            
                <a href="others/man-manual.html">
            
                    
                    Man 入门教程
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.11.5" data-path="others/markdown-manual.md">
            
                <span>
            
                    
                    Markdown 入门教程
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.11.6" data-path="others/instruction-example.html">
            
                <a href="others/instruction-example.html">
            
                    
                    指令执行示例
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.11.7" data-path="others/how-to-read-i386.html">
            
                <a href="others/how-to-read-i386.html">
            
                    
                    i386 手册阅读指南
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.11.8" data-path="others/i386-typo.html">
            
                <a href="others/i386-typo.html">
            
                    
                    i386 手册勘误
            
                </a>
            

            
        </li>
    
        <li class="chapter " data-level="1.11.9" data-path="others/software-suggest.html">
            
                <a href="others/software-suggest.html">
            
                    
                    软件推荐
            
                </a>
            

            
        </li>
    

            </ul>
            
        </li>
    

    

    <li class="divider"></li>

    <li>
        <a href="https://www.gitbook.com" target="blank" class="gitbook-link">
            Published with GitBook
        </a>
    </li>
</ul>


                </nav>
            
        
    </div>

    <div class="book-body">
        
            <div class="body-inner">
                
                    

<div class="book-header" role="navigation">
    

    <!-- Title -->
    <h1>
        <i class="fa fa-circle-o-notch fa-spin"></i>
        <a href="." >Lab3 - Cachesim</a>
    </h1>
</div>




                    <div class="page-wrapper" tabindex="-1" role="main">
                        <div class="page-inner">
                            
<div id="book-search-results">
    <div class="search-noresults">
    
                                <section class="normal markdown-section">
                                
                                <h1 id="&#x9AD8;&#x901F;&#x7F13;&#x5B58;&#x6A21;&#x62DF;">&#x9AD8;&#x901F;&#x7F13;&#x5B58;&#x6A21;&#x62DF;</h1>
<h2 id="cache-&#x6A21;&#x62DF;&#x5668;">Cache &#x6A21;&#x62DF;&#x5668;</h2>
<p>&#x8FD9;&#x4E2A;&#x7F16;&#x7A0B;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x9700;&#x8981;&#x5B9E;&#x73B0;&#x4E00;&#x4E2A;&#x7B80;&#x5355;&#x7684;cache, &#x5E76;&#x5C1D;&#x8BD5;&#x5B9E;&#x73B0;&#x5404;&#x79CD;&#x66FF;&#x6362;&#x7B97;&#x6CD5;&#x6765;&#x4F18;&#x5316;&#x7A0B;&#x5E8F;&#x7684;&#x6027;&#x80FD;.
&#x5728;&#x4EE3;&#x7801;&#x76EE;&#x5F55;&#x4E0B;&#x6267;&#x884C;</p>
<pre><code class="lang-bash">make
</code></pre>
<p>&#x6765;&#x7F16;&#x8BD1;, &#x751F;&#x6210;&#x53EF;&#x6267;&#x884C;&#x6587;&#x4EF6; <code>a.out</code> . &#x5176;&#x8FD0;&#x884C;&#x65B9;&#x5F0F;&#x5982;&#x4E0B;&#xFF1A;</p>
<pre><code class="lang-bash">./a.out [-r seed] [trace]
</code></pre>
<p>&#x5176;&#x4E2D; <code>seed</code> &#x662F;&#x968F;&#x673A;&#x79CD;&#x5B50;, &#x53EF;&#x4EE5;&#x7528;&#x4E8E;&#x786E;&#x5B9A;&#x6027;&#x56DE;&#x653E;&#x5E2E;&#x52A9;&#x8C03;&#x8BD5;, &#x7F3A;&#x7701;&#x65F6;&#x4F1A;&#x7528;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x65F6;&#x95F4;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x79CD;&#x5B50;; <code>trace</code> &#x662F; <code>bz2</code> &#x538B;&#x7F29;&#x683C;&#x5F0F;&#x7684;&#x8BBF;&#x5B58;&#x5E8F;&#x5217;, &#x7F3A;&#x7701;&#x65F6;&#x4F1A;&#x4EA7;&#x751F;&#x968F;&#x673A;&#x8BBF;&#x5B58;&#x5E8F;&#x5217;&#x6765;&#x6D4B;&#x8BD5;.</p>
<h2 id="cache&#x7684;&#x6545;&#x4E8B;">Cache&#x7684;&#x6545;&#x4E8B;</h2>
<p>&#x968F;&#x7740;&#x96C6;&#x6210;&#x7535;&#x8DEF;&#x6280;&#x672F;&#x7684;&#x53D1;&#x5C55;, CPU &#x8D8A;&#x6765;&#x8D8A;&#x5FEB;; &#x53E6;&#x4E00;&#x65B9;&#x9762;, DRAM &#x7684;&#x901F;&#x5EA6;&#x5374;&#x53D7;&#x9650;&#x4E8E;&#x5B83;&#x672C;&#x8EAB;&#x7684;&#x5DE5;&#x4F5C;&#x539F;&#x7406;. &#x6211;&#x4EEC;&#x5148;&#x7B80;&#x8981;&#x89E3;&#x91CA;&#x4E00;&#x4E0B;&#x8FD9;&#x4E24;&#x8005;&#x7684;&#x5DEE;&#x522B;. DRAM &#x7684;&#x5B58;&#x50A8;&#x7A7A;&#x95F4;&#x53EF;&#x4EE5;&#x770B;&#x6210;&#x82E5;&#x5E72;&#x4E2A;&#x4E8C;&#x7EF4;&#x77E9;&#x9635;(&#x82E5;&#x5E72;&#x4E2A; bank), &#x77E9;&#x9635;&#x4E2D;&#x7684;&#x6BCF;&#x4E2A;&#x5143;&#x7D20;&#x5305;&#x542B;&#x4E00;&#x4E2A;&#x6676;&#x4F53;&#x7BA1;&#x548C;&#x4E00;&#x4E2A;&#x7535;&#x5BB9;, &#x6676;&#x4F53;&#x7BA1;&#x5145;&#x5F53;&#x5F00;&#x5173;&#x7684;&#x4F5C;&#x7528;, &#x529F;&#x80FD;&#x4E0A;&#x76F8;&#x5F53;&#x4E8E;&#x8BFB;&#x5199;&#x4F7F;&#x80FD;; &#x7535;&#x5BB9;&#x7528;&#x6765;&#x5B58;&#x50A8;&#x4E00;&#x4E2A; bit, &#x5F53;&#x7535;&#x5BB9;&#x7684;&#x7535;&#x91CF;&#x5927;&#x4E8E; 50%, &#x5C31;&#x8BA4;&#x4E3A;&#x662F; <code>1</code> , &#x5426;&#x5219;&#x5C31;&#x8BA4;&#x4E3A;&#x662F; <code>0</code> . &#x4F46;&#x662F;&#x7535;&#x5BB9;&#x662F;&#x4F1A;&#x6F0F;&#x7535;&#x7684;, &#x5982;&#x679C;&#x4E0D;&#x8FDB;&#x884C;&#x4EFB;&#x4F55;&#x64CD;&#x4F5C;&#x7684;&#x8BDD;, &#x7535;&#x5BB9;&#x4E2D;&#x7684;&#x7535;&#x91CF;&#x5C31;&#x4F1A;&#x4E0D;&#x65AD;&#x4E0B;&#x964D;, <code>1</code> &#x6700;&#x7EC8;&#x4F1A;&#x53D8;&#x6210; <code>0</code> , &#x5B58;&#x50A8;&#x6570;&#x636E;&#x5C31;&#x4E22;&#x5931;&#x4E86;. &#x4E3A;&#x4E86;&#x907F;&#x514D;&#x8FD9;&#x79CD;&#x60C5;&#x51B5;, DRAM &#x5FC5;&#x987B;&#x5B9A;&#x65F6;&#x5237;&#x65B0;, &#x8BFB;&#x51FA;&#x5B58;&#x50A8;&#x5355;&#x5143;&#x7684;&#x6BCF;&#x4E00;&#x4E2A; bit, &#x5982;&#x679C;&#x8868;&#x793A; <code>1</code> , &#x5C31;&#x5F80;&#x91CC;&#x9762;&#x5145;&#x7535;. DRAM &#x6BCF;&#x6B21;&#x8BFB;&#x64CD;&#x4F5C;&#x90FD;&#x4F1A;&#x8BFB;&#x51FA;&#x4E8C;&#x7EF4;&#x77E9;&#x9635;&#x4E2D;&#x7684;&#x4E00;&#x884C;, &#x7531;&#x4E8E;&#x7535;&#x5BB9;&#x4F1A;&#x6F0F;&#x7535;&#x7684;&#x7279;&#x6027;, &#x5728;&#x5C06;&#x4E00;&#x884C;&#x6570;&#x636E;&#x8BFB;&#x51FA;&#x4E4B;&#x524D;, &#x8FD8;&#x8981;&#x5BF9;&#x8FD9;&#x4E00;&#x884C;&#x7684;&#x7535;&#x5BB9;&#x8FDB;&#x884C;&#x9884;&#x5145;&#x7535;, &#x9632;&#x6B62;&#x5728;&#x8BFB;&#x51FA;&#x7684;&#x8FC7;&#x7A0B;&#x4E2D;&#x6709;&#x7684;&#x7535;&#x5BB9;&#x7535;&#x91CF;&#x4E0B;&#x964D;&#x5230; 50% &#x4EE5;&#x4E0B;&#x800C;&#x88AB;&#x8BEF;&#x8BA4;&#x4E3A;&#x662F; <code>0</code> .</p>
<p>&#x800C; CPU &#x7684;&#x5BC4;&#x5B58;&#x5668;&#x91C7;&#x7528;&#x7684;&#x662F; SRAM, &#x662F;&#x901A;&#x8FC7;&#x4E00;&#x4E2A;&#x89E6;&#x53D1;&#x5668;&#x6765;&#x5B58;&#x50A8;&#x4E00;&#x4E2A; bit, &#x5177;&#x4F53;&#x6765;&#x8BF4;&#x5C31;&#x662F; 4-6 &#x4E2A;&#x6676;&#x4F53;&#x7BA1;, &#x53EA;&#x8981;&#x4E0D;&#x65AD;&#x7535;,  SRAM &#x4E2D;&#x7684;&#x6570;&#x636E;&#x5C31;&#x4E0D;&#x4F1A;&#x4E22;&#x5931;, &#x4E0D;&#x9700;&#x8981;&#x5B9A;&#x65F6;&#x5237;&#x65B0;, &#x4E5F;&#x4E0D;&#x9700;&#x8981;&#x9884;&#x5145;&#x7535;, &#x8BFB;&#x5199;&#x901F;&#x5EA6;&#x968F;&#x7740;&#x4E3B;&#x9891;&#x7684;&#x63D0;&#x5347;&#x800C;&#x63D0;&#x5347;.</p>
<p>&#x7531;&#x4E8E; RISC &#x67B6;&#x6784;&#x7684;&#x6307;&#x4EE4;&#x5C11;, &#x683C;&#x5F0F;&#x89C4;&#x6574;, &#x786C;&#x4EF6;&#x7684;&#x903B;&#x8F91;&#x4E0D;&#x7B97;&#x7279;&#x522B;&#x590D;&#x6742;, CPU &#x505A;&#x51FA;&#x6765;&#x4E4B;&#x540E;, &#x82AF;&#x7247;&#x4E0A;&#x8FD8;&#x591A;&#x51FA;&#x4E86;&#x5F88;&#x591A;&#x9762;&#x79EF;. &#x4E3A;&#x4E86;&#x628A;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x9762;&#x79EF;&#x5229;&#x7528;&#x8D77;&#x6765;, &#x67B6;&#x6784;&#x5E08;&#x4EEC;&#x63D0;&#x51FA;&#x4E86; cache &#x7684;&#x6982;&#x5FF5;, &#x628A;&#x5269;&#x4E0B;&#x7684;&#x9762;&#x79EF;&#x7528;&#x4E8E; SRAM, &#x540C;&#x65F6;&#x4E5F;&#x4E3A;&#x4E86;&#x5F25;&#x8865; CPU &#x548C; Memory &#x4E4B;&#x524D;&#x6027;&#x80FD;&#x7684;&#x9E3F;&#x6C9F;.</p>
<p>CISC &#x7684;&#x8FD0;&#x6C14;&#x5C31;&#x6CA1;&#x90A3;&#x4E48;&#x597D;&#x4E86;, &#x6307;&#x4EE4;&#x591A;, &#x683C;&#x5F0F;&#x4E0D;&#x89C4;&#x6574;, &#x786C;&#x4EF6;&#x903B;&#x8F91;&#x5341;&#x5206;&#x590D;&#x6742;, &#x5728;&#x82AF;&#x7247;&#x4E0A;&#x4E00;&#x65F6;&#x95F4;&#x817E;&#x4E0D;&#x51FA;&#x5730;&#x65B9;&#x6765;&#x653E; cache, &#x6240;&#x4EE5;&#x4F60;&#x5728; i386 &#x624B;&#x518C;&#x4E0A;&#x627E;&#x4E0D;&#x5230;&#x548C; cache &#x76F8;&#x5173;&#x7684;&#x5185;&#x5BB9;. &#x5F53; CISC &#x67B6;&#x6784;&#x5E08;&#x4EEC;&#x610F;&#x8BC6;&#x5230;&#x590D;&#x6742;&#x7684;&#x7535;&#x8DEF;&#x903B;&#x8F91;&#x5DF2;&#x7ECF;&#x6210;&#x4E3A;&#x4E86;&#x63D0;&#x9AD8;&#x6027;&#x80FD;&#x7684;&#x74F6;&#x9888;&#x65F6;, &#x4ED6;&#x4EEC;&#x624D;&#x5411; RISC &#x53D6;&#x7ECF;, &#x628A;&#x6307;&#x4EE4;&#x5206;&#x89E3;&#x6210;&#x5FAE;&#x6307;&#x4EE4;&#x6765;&#x6267;&#x884C;:</p>
<pre><code class="lang-asm">                R[EAX] &lt;- M[var]
addl $1, var =&gt; R[EAX] &lt;- R[EAX] + 1
                M[var] &lt;- R[EAX]
</code></pre>
<p>&#x8FD9;&#x6837;&#x5C31;&#x51CF;&#x5C11;&#x4E86;&#x786C;&#x4EF6;&#x7684;&#x903B;&#x8F91;, &#x8BA9;&#x5FAE;&#x6307;&#x4EE4;&#x7684;&#x6267;&#x884C;&#x6D41;&#x6C34;&#x5316;&#x7684;&#x540C;&#x65F6;, &#x4E5F;&#x53EF;&#x4EE5;&#x817E;&#x51FA;&#x9762;&#x79EF;&#x6765;&#x505A; cache &#x4E86;, &#x4E0D;&#x8FC7;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x90FD;&#x662F;&#x540E;&#x8BDD;&#x4E86;.</p>
<h2 id="cache&#x7684;&#x601D;&#x60F3;&#x548C;&#x8BBE;&#x8BA1;">Cache&#x7684;&#x601D;&#x60F3;&#x548C;&#x8BBE;&#x8BA1;</h2>
<p>Cache &#x5DE5;&#x4F5C;&#x65B9;&#x5F0F;&#x5B9E;&#x9645;&#x4E0A;&#x662F;&#x5C40;&#x90E8;&#x6027;&#x539F;&#x7406;&#x7684;&#x5E94;&#x7528;:</p>
<ul>
<li><p>&#x5982;&#x679C;&#x7A0B;&#x5E8F;&#x8BBF;&#x95EE;&#x4E86;&#x4E00;&#x4E2A;&#x5185;&#x5B58;&#x533A;&#x95F4;, &#x90A3;&#x4E48;&#x8FD9;&#x4E2A;&#x5185;&#x5B58;&#x533A;&#x95F4;&#x5F88;&#x6709;&#x53EF;&#x80FD;&#x5728;&#x4E0D;&#x4E45;&#x7684;&#x5C06;&#x6765;&#x4F1A;&#x88AB;&#x518D;&#x6B21;&#x8BBF;&#x95EE;, &#x8FD9;&#x5C31;&#x662F;&#x65F6;&#x95F4;&#x5C40;&#x90E8;&#x6027;. &#x4F8B;&#x5982;&#x5FAA;&#x73AF;&#x6267;&#x884C;&#x4E00;&#x5C0F;&#x6BB5;&#x4EE3;&#x7801;, &#x6216;&#x8005;&#x662F;&#x5BF9;&#x4E00;&#x4E2A;&#x53D8;&#x91CF;&#x8FDB;&#x884C;&#x8BFB;&#x5199;( <code>addl $1, var</code> &#x9700;&#x8981;&#x5C06; <code>var</code> &#x53D8;&#x91CF;&#x4ECE;&#x5185;&#x5B58;&#x4E2D;&#x8BFB;&#x51FA;, &#x52A0; <code>1</code> &#x4E4B;&#x540E;&#x518D;&#x5199;&#x56DE;&#x5185;&#x5B58;).</p>
</li>
<li><p>&#x5982;&#x679C;&#x7A0B;&#x5E8F;&#x8BBF;&#x95EE;&#x4E86;&#x4E00;&#x4E2A;&#x5185;&#x5B58;&#x533A;&#x95F4;, &#x90A3;&#x4E48;&#x8FD9;&#x4E2A;&#x5185;&#x5B58;&#x533A;&#x95F4;&#x7684;&#x76F8;&#x90BB;&#x533A;&#x95F4;&#x5F88;&#x6709;&#x53EF;&#x80FD;&#x5728;&#x4E0D;&#x4E45;&#x7684;&#x5C06;&#x6765;&#x4F1A;&#x88AB;&#x8BBF;&#x95EE;, &#x8FD9;&#x5C31;&#x662F;&#x7A7A;&#x95F4;&#x5C40;&#x90E8;&#x6027;.&#x4F8B;&#x5982;&#x987A;&#x5E8F;&#x6267;&#x884C;&#x4EE3;&#x7801;, &#x6216;&#x8005;&#x662F;&#x626B;&#x63CF;&#x6570;&#x7EC4;&#x5143;&#x7D20;.</p>
</li>
</ul>
<p>&#x76F8;&#x5E94;&#x7684;:</p>
<ul>
<li><p>&#x4E3A;&#x4E86;&#x5229;&#x7528;&#x65F6;&#x95F4;&#x5C40;&#x90E8;&#x6027;, cache &#x5C06;&#x6682;&#x65F6;&#x5B58;&#x653E;&#x4ECE;&#x5185;&#x5B58;&#x8BFB;&#x51FA;&#x7684;&#x6570;&#x636E;, &#x5F53; CPU &#x6253;&#x7B97;&#x518D;&#x6B21;&#x8BBF;&#x95EE;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x6570;&#x636E;&#x7684;&#x65F6;&#x5019;, &#x5B83;&#x4E0D;&#x9700;&#x8981;&#x53BB;&#x8BBF;&#x95EE;&#x5185;&#x5B58;, &#x800C;&#x662F;&#x76F4;&#x63A5;&#x5728; cache &#x4E2D;&#x8BFB;&#x51FA;&#x5373;&#x53EF;. &#x5C31;&#x8FD9;&#x6837;&#x628A;&#x6570;&#x636E;&#x4E00;&#x653E;, &#x90A3;&#x4E9B;&#x5C0F;&#x5FAA;&#x73AF;&#x7684;&#x6267;&#x884C;&#x901F;&#x5EA6;&#x9A6C;&#x4E0A;&#x63D0;&#x9AD8;&#x4E86;&#x6570;&#x5341;&#x500D;.</p>
</li>
<li><p>&#x4E3A;&#x4E86;&#x5229;&#x7528;&#x7A7A;&#x95F4;&#x5C40;&#x90E8;&#x6027;, cache &#x4ECE;&#x5185;&#x5B58;&#x4E2D;&#x8BFB;&#x6570;&#x636E;&#x7684;&#x65F6;&#x5019;, &#x5E76;&#x4E0D;&#x662F; CPU &#x8981;&#x591A;&#x5C11;&#x8BFB;&#x591A;&#x5C11;, &#x800C;&#x662F;&#x4E00;&#x6B21;&#x591A;&#x8BFB;&#x70B9;. Cache &#x5411;&#x5185;&#x5B58;&#x8FDB;&#x884C;&#x8BFB;&#x5199;&#x7684;&#x57FA;&#x672C;&#x5355;&#x4F4D;&#x662F; cache block(&#x5757;). &#x73B0;&#x4EE3;&#x7684; cache &#x8BBE;&#x8BA1;&#x8FD8;&#x4F1A;&#x5728;&#x7A7A;&#x95F2;&#x7684;&#x65F6;&#x5019;&#x8FDB;&#x884C;&#x9884;&#x53D6;(prefetch), &#x5F53; CPU &#x4E00;&#x76F4;&#x5728;&#x8BA1;&#x7B97;&#x7684;&#x65F6;&#x5019;, cache &#x4F1A;&#x8D81;&#x8FD9;&#x6BB5;&#x65F6;&#x95F4;&#x5411;&#x5185;&#x5B58;&#x62FF;&#x70B9;&#x6570;&#x636E;, &#x5C06;&#x6765;CPU&#x6B63;&#x597D;&#x9700;&#x8981;&#x7684;&#x8BDD;&#x5C31;&#x4E0D;&#x7528;&#x518D;&#x82B1;&#x65F6;&#x95F4;&#x62FF;&#x4E86;.</p>
</li>
</ul>
<p>&#x8FD9;&#x542C;&#x8D77;&#x6765;&#x5F88;&#x4E0D;&#x9519;, &#x6709;&#x4E86;cache, &#x53EA;&#x8981;CPU&#x8BBF;&#x95EE;cache&#x7684;&#x65F6;&#x5019;&#x547D;&#x4E2D;, &#x5C31;&#x4E0D;&#x9700;&#x8981;&#x628A;&#x5927;&#x91CF;&#x65F6;&#x95F4;&#x82B1;&#x8D39;&#x5728;&#x8BBF;&#x5B58;&#x4E0A;&#x9762;&#x4E86;. &#x4E0D;&#x8FC7;&#x4E3A;&#x4E86;&#x4FDD;&#x8BC1;cache&#x7684;&#x547D;&#x4E2D;&#x7387;, cache&#x672C;&#x8EAB;&#x4E5F;&#x9700;&#x8981;&#x5904;&#x7406;&#x5F88;&#x591A;&#x95EE;&#x9898;, &#x4F8B;&#x5982;:</p>
<ul>
<li><p>&#x4E00;&#x4E2A;&#x5185;&#x5B58;&#x533A;&#x57DF;&#x53EF;&#x4EE5;&#x88AB;&#x6620;&#x5C04;&#x5230;&#x591A;&#x5C11;&#x4E2A; cache block? &#x5C11;&#x4E86;&#x5BB9;&#x6613;&#x51B2;&#x7A81;, &#x591A;&#x4E86;&#x7535;&#x8DEF;&#x903B;&#x8F91;&#x548C;&#x529F;&#x8017;&#x90FD;&#x4F1A;&#x4E0A;&#x5347;. &#x5BF9;&#x8FD9;&#x4E2A;&#x95EE;&#x9898;&#x7684;&#x56DE;&#x7B54;&#x5212;&#x5206;&#x4E86;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684; cache &#x7EC4;&#x7EC7;&#x65B9;&#x5F0F;, &#x5305;&#x62EC; direct-mapped(&#x76F4;&#x63A5;&#x6620;&#x5C04;), set associative(&#x7EC4;&#x76F8;&#x8054;)&#x548C; fully associative(&#x5168;&#x76F8;&#x8054;).</p>
</li>
<li><p>&#x51B2;&#x7A81;&#x7684;&#x65F6;&#x5019;, &#x9700;&#x8981;&#x66FF;&#x6362;&#x54EA;&#x4E00;&#x4E2A; cache block? &#x8FD9;&#x4E2A;&#x95EE;&#x9898;&#x7684;&#x56DE;&#x7B54;&#x6D89;&#x53CA;&#x5230;&#x66FF;&#x6362;&#x7B97;&#x6CD5;, &#x6700;&#x7406;&#x60F3;&#x7684;&#x60C5;&#x51B5;&#x662F;&#x66FF;&#x6362;&#x90A3;&#x4E2A;&#x5F88;&#x957F;&#x65F6;&#x95F4;&#x90FD;&#x6CA1;&#x8BBF;&#x95EE;&#x8FC7;&#x7684; cache block, &#x8FD9;&#x5C31;&#x662F; LRU &#x7B97;&#x6CD5;. &#x4F46;&#x8FD9;&#x5BF9;&#x786C;&#x4EF6;&#x5B9E;&#x73B0;&#x6765;&#x8BF4;&#x592A;&#x590D;&#x6742;&#x4E86;, &#x5BF9;&#x4E8E; 8-way set associative &#x6765;&#x8BF4;, &#x6BCF;&#x4E00;&#x4E2A; set &#x4E2D;&#x7684; 8 &#x4E2A; cache block &#x90FD;&#x6709; <code>8! = 40320</code> &#x79CD;&#x53EF;&#x80FD;&#x7684;&#x8BBF;&#x95EE;&#x60C5;&#x51B5;, &#x7F16;&#x7801;&#x81F3;&#x5C11;&#x9700;&#x8981; 16 &#x4E2A; bit, &#x8BD1;&#x7801;&#x5219;&#x9700;&#x8981;&#x66F4;&#x5927;&#x7684;&#x4EE3;&#x4EF7;, &#x7535;&#x8DEF;&#x903B;&#x8F91;&#x548C;&#x65F6;&#x5EF6;&#x90FD;&#x4F1A;&#x4E0A;&#x5347;. &#x56E0;&#x6B64;&#x5B9E;&#x9645;&#x4E0A;&#x4F1A;&#x91C7;&#x7528;&#x4F2A; LRU &#x7B97;&#x6CD5;, &#x8FD1;&#x4F3C;&#x8BB0;&#x5F55; cache block &#x7684;&#x8BBF;&#x95EE;&#x60C5;&#x51B5;, &#x4ECE;&#x800C;&#x964D;&#x4F4E;&#x786C;&#x4EF6;&#x590D;&#x6742;&#x5EA6;. &#x4E5F;&#x6709;&#x7814;&#x7A76;&#x8868;&#x660E;, &#x968F;&#x673A;&#x66FF;&#x6362;&#x7684;&#x6548;&#x679C;&#x4E5F;&#x4E0D;&#x4F1A;&#x5F88;&#x5DEE;.</p>
</li>
<li><p>&#x5199; cache &#x7684;&#x65F6;&#x5019;&#x8981;&#x4E0D;&#x8981;&#x6BCF;&#x6B21;&#x90FD;&#x5199;&#x56DE;&#x5230;&#x5185;&#x5B58;? &#x8FD9;&#x4E2A;&#x95EE;&#x9898;&#x6D89;&#x53CA;&#x5230;&#x5199;&#x7B56;&#x7565;, write through(&#x5199;&#x901A;)&#x7B56;&#x7565;&#x8981;&#x6C42;&#x6BCF;&#x6B21; cache &#x7684;&#x5199;&#x64CD;&#x4F5C;&#x90FD;&#x540C;&#x65F6;&#x66F4;&#x65B0;&#x5185;&#x5B58;, cache &#x4E2D;&#x7684;&#x6570;&#x636E;&#x548C;&#x5185;&#x5B58;&#x4E2D;&#x7684;&#x6570;&#x636E;&#x603B;&#x662F;&#x4E00;&#x81F4;&#x7684;; write back(&#x5199;&#x56DE;)&#x7B56;&#x7565;&#x5219;&#x7B49;&#x5230; cache block &#x88AB;&#x66FF;&#x6362;&#x624D;&#x66F4;&#x65B0;&#x5185;&#x5B58;,&#x5C31;&#x8282;&#x7701;&#x4E86;&#x5F88;&#x591A;&#x5185;&#x5B58;&#x5199;&#x64CD;&#x4F5C;, &#x4F46;&#x6570;&#x636E;&#x4E00;&#x81F4;&#x6027;&#x5F97;&#x4E0D;&#x5230;&#x4FDD;&#x8BC1;, &#x6700;&#x65B0;&#x7684;&#x6570;&#x636E;&#x6709;&#x53EF;&#x80FD;&#x5728; cache &#x4E2D;. &#x6570;&#x636E;&#x4E00;&#x81F4;&#x6027;&#x5728;&#x591A;&#x6838;&#x67B6;&#x6784;&#x4E2D;&#x662F;&#x5341;&#x5206;&#x91CD;&#x8981;&#x7684;, &#x5982;&#x679C;&#x4E00;&#x4E2A;&#x6838;&#x901A;&#x8FC7;&#x8BBF;&#x95EE;&#x5185;&#x5B58;&#x62FF;&#x5230;&#x4E86;&#x4E00;&#x4E2A;&#x8FC7;&#x65F6;&#x7684;&#x6570;&#x636E;, &#x7528;&#x5B83;&#x6765;&#x8FDB;&#x884C;&#x8FD0;&#x7B97;&#x5F97;&#x5230;&#x7684;&#x7ED3;&#x679C;&#x5C31;&#x662F;&#x9519;&#x8BEF;&#x7684;.</p>
</li>
<li><p>&#x5199;&#x7F3A;&#x5931;&#x7684;&#x65F6;&#x5019;&#x8981;&#x4E0D;&#x8981;&#x5728; cache &#x4E2D;&#x5206;&#x914D;&#x4E00;&#x4E2A; cache block? &#x5206;&#x914D;&#x5C31;&#x66F4;&#x5BB9;&#x6613;&#x5F15;&#x8D77;&#x51B2;&#x7A81;, &#x4E0D;&#x5206;&#x914D;&#x5C31;&#x6CA1;&#x6709;&#x7528;&#x5230;&#x65F6;&#x95F4;&#x5C40;&#x90E8;&#x6027;.</p>
</li>
</ul>
<p>&#x8FD9;&#x4E9B;&#x95EE;&#x9898;&#x5E76;&#x6CA1;&#x6709;&#x5B8C;&#x7F8E;&#x7684;&#x56DE;&#x7B54;, &#x4EFB;&#x4F55;&#x4E00;&#x4E2A;&#x9009;&#x62E9;&#x90FD;&#x662F; tradeoff, &#x60F3;&#x83B7;&#x5F97;&#x597D;&#x5904;&#x52BF;&#x5FC5;&#x8981;&#x4ED8;&#x51FA;&#x76F8;&#x5E94;&#x7684;&#x4EE3;&#x4EF7;, &#x8BA1;&#x7B97;&#x673A;&#x5C31;&#x662F;&#x8FD9;&#x6837;&#x4E00;&#x4E2A;&#x516C;&#x5E73;&#x7684;&#x4E16;&#x754C;.</p>
<p>&#x53E6;&#x4E00;&#x4E2A;&#x503C;&#x5F97;&#x8003;&#x8651;&#x7684;&#x95EE;&#x9898;&#x662F;&#x5982;&#x4F55;&#x964D;&#x4F4E; cache &#x7F3A;&#x5931;&#x7684;&#x4EE3;&#x4EF7;. &#x4E00;&#x79CD;&#x65B9;&#x6CD5;&#x662F;&#x91C7;&#x7528;&#x591A;&#x7EA7;&#x7684; cache &#x7ED3;&#x6784;, &#x5F53; L1 cache &#x53D1;&#x751F;&#x7F3A;&#x5931;&#x65F6;, &#x5C31;&#x53BB; L2 cache &#x4E2D;&#x67E5;&#x627E;, &#x53EA;&#x6709;&#x5F53; L2 cache &#x4E5F;&#x53D1;&#x751F;&#x7F3A;&#x5931;&#x65F6;, &#x624D;&#x53BB;&#x8BBF;&#x95EE;&#x5185;&#x5B58;. L2 cache &#x901A;&#x5E38;&#x6BD4; L1 cache &#x8981;&#x5927;, &#x6240;&#x4EE5;&#x67E5;&#x627E;&#x6240;&#x82B1;&#x65F6;&#x95F4;&#x8981;&#x591A;&#x4E00;&#x4E9B;, &#x4F46;&#x600E;&#x4E48;&#x8BF4;&#x4E5F;&#x6BD4;&#x8BBF;&#x95EE;&#x5185;&#x5B58;&#x8981;&#x5FEB;. &#x8FD8;&#x6709;&#x4E00;&#x79CD;&#x65B9;&#x6CD5;&#x662F;&#x91C7;&#x7528; victim cache, &#x88AB;&#x66FF;&#x6362;&#x7684; cache block &#x5148;&#x4E34;&#x65F6;&#x5B58;&#x653E;&#x5728; victim cache &#x4E2D;, &#x7B49;&#x5230;&#x8981;&#x8BBF;&#x95EE;&#x90A3;&#x4E2A;&#x4E0D;&#x5E78;&#x88AB;&#x66FF;&#x6362;&#x7684; cache block &#x7684;&#x65F6;&#x5019;, &#x53EF;&#x4EE5;&#x4ECE; victim cache &#x4E2D;&#x627E;&#x56DE;&#x6765;. &#x5B9E;&#x9A8C;&#x6570;&#x636E;&#x8868;&#x660E;, &#x4EC5;&#x4EC5;&#x662F;&#x4E00;&#x4E2A;&#x5927;&#x5C0F;&#x53EA;&#x6709; 4 &#x9879;&#x7684; victim cache, &#x5BF9;&#x4E8E; direct-mapped &#x7EC4;&#x7EC7;&#x65B9;&#x5F0F;&#x7684; cache &#x6709;&#x5341;&#x5206;&#x660E;&#x663E;&#x7684;&#x6027;&#x80FD;&#x63D0;&#x5347;, &#x6709;&#x65F6;&#x5019;&#x53EF;&#x4EE5;&#x8282;&#x7701;&#x9AD8;&#x8FBE; 90% &#x7684;&#x8BBF;&#x5B58;.</p>
<p>&#x4E0A;&#x9762;&#x53D9;&#x8FF0;&#x7684;&#x53EA;&#x662F; CPU cache, &#x4E8B;&#x5B9E;&#x4E0A;&#x8BA1;&#x7B97;&#x673A;&#x4E16;&#x754C;&#x5230;&#x5904;&#x8574;&#x542B;&#x7740; cache &#x7684;&#x601D;&#x60F3;. &#x5728;&#x4F60;&#x9605;&#x8BFB;&#x672C;&#x9875;&#x9762;&#x7684;&#x65F6;&#x5019;, &#x672C;&#x9875;&#x9762;&#x7684;&#x5185;&#x5BB9;&#x5DF2;&#x7ECF;&#x88AB;&#x5B58;&#x653E;&#x5230;&#x7F51;&#x9875;&#x7F13;&#x5B58;&#x4E2D;&#x4E86;; &#x4F7F;&#x7528; <code>printf</code> &#x5E76;&#x6CA1;&#x6709;&#x53CA;&#x65F6;&#x8F93;&#x51FA;, &#x662F;&#x56E0;&#x4E3A;&#x6BCF;&#x6B21;&#x53EA;&#x8F93;&#x51FA;&#x4E00;&#x4E2A;&#x5B57;&#x7B26;&#x9700;&#x8981;&#x82B1;&#x5F88;&#x5927;&#x7684;&#x4EE3;&#x4EF7;, &#x56E0;&#x6B64;&#x7A0B;&#x5E8F;&#x4F1A;&#x5C06;&#x5185;&#x5BB9;&#x5148;&#x653E;&#x5728;&#x8F93;&#x51FA;&#x7F13;&#x5B58;&#x533A;, &#x7B49;&#x5230;&#x7F13;&#x51B2;&#x533A;&#x6EE1;&#x4E86;&#x518D;&#x8F93;&#x51FA;, &#x8FD9;&#x5176;&#x5B9E;&#x6709;&#x70B9; write back &#x7684;&#x5F71;&#x5B50;. &#x50CF;&#x5185;&#x5B58;, &#x78C1;&#x76D8;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x76F8;&#x5BF9;&#x4E8E; CPU &#x6765;&#x8BF4;&#x7684;&quot;&#x4F4E;&#x901F;&quot;&#x786C;&#x4EF6;, &#x90FD;&#x6709;&#x76F8;&#x5E94;&#x7684;&#x786C;&#x4EF6; cache &#x6765;&#x63D0;&#x9AD8;&#x6027;&#x80FD;. &#x4F8B;&#x5982;&#x73B0;&#x4EE3;&#x7684; DRAM &#x4E00;&#x822C;&#x90FD;&#x5305;&#x542B;&#x4EE5;&#x4E0B;&#x4E24;&#x79CD;&#x529F;&#x80FD;:</p>
<ol>
<li><p>&#x6BCF;&#x4E2A; bank &#x4E2D;&#x90FD;&#x6709;&#x4E00;&#x4E2A;&#x884C;&#x7F13;&#x5B58;, &#x8BFB;&#x51FA;&#x4E00;&#x884C;&#x7684;&#x65F6;&#x5019;&#x4F1A;&#x628A;&#x6570;&#x636E;&#x653E;&#x5230;&#x884C;&#x7F13;&#x5B58;&#x4E2D;, &#x5982;&#x679C;&#x63A5;&#x4E0B;&#x6765;&#x7684;&#x8BBF;&#x5B58;&#x64CD;&#x4F5C;&#x7684;&#x76EE;&#x7684;&#x6570;&#x636E;&#x6B63;&#x597D;&#x5728;&#x884C;&#x7F13;&#x5B58;&#x4E2D;, &#x5C31;&#x76F4;&#x63A5;&#x5BF9;&#x884C;&#x7F13;&#x5B58;&#x8FDB;&#x884C;&#x64CD;&#x4F5C;, &#x800C;&#x4E0D;&#x9700;&#x8981;&#x518D;&#x8FDB;&#x884C;&#x9884;&#x5145;&#x7535;.</p>
</li>
<li><p>&#x91C7;&#x7528; burst (&#x7A81;&#x53D1;&#x8BFB;&#x5199;)&#x6280;&#x672F;, &#x6BCF;&#x6B21;&#x8BFB;&#x5199; DRAM &#x7684;&#x65F6;&#x5019;&#x4E0D;&#x4EC5;&#x8BFB;&#x5199;&#x76EE;&#x7684;&#x5B58;&#x50A8;&#x5355;&#x5143;, &#x628A;&#x5176;&#x76F8;&#x90BB;&#x7684;&#x5B58;&#x50A8;&#x5355;&#x5143;&#x4E5F;&#x4E00;&#x540C;&#x8FDB;&#x884C;&#x8BFB;&#x5199;, &#x8FD9;&#x6837;&#x5BF9;&#x4E8E;&#x4E00;&#x4E9B;&#x7269;&#x7406;&#x5B58;&#x50A8;&#x8FDE;&#x7EED;&#x7684;&#x64CD;&#x4F5C;(&#x4F8B;&#x5982;&#x6570;&#x7EC4;), &#x4E00;&#x6B21; DRAM &#x64CD;&#x4F5C;&#x5C31;&#x53EF;&#x4EE5;&#x8BFB;&#x5199;&#x591A;&#x4E2A;&#x5B58;&#x50A8;&#x5355;&#x5143;&#x4E86;.</p>
</li>
</ol>
<p>&#x660E;&#x767D; cache &#x5B58;&#x5728;&#x7684;&#x4EF7;&#x503C;&#x4E4B;&#x540E;, &#x4F60;&#x5C31;&#x4E0D;&#x96BE;&#x7406;&#x89E3;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x6280;&#x672F;&#x7684;&#x610F;&#x4E49;&#x4E86;. &#x53EF;&#x60DC;&#x7684;&#x662F;, DRAM &#x4ECD;&#x65E7;&#x6446;&#x8131;&#x4E0D;&#x4E86;&#x5B9A;&#x65F6;&#x5237;&#x65B0;&#x7684;&#x547D;&#x8FD0;.</p>
<p><div class="panel panel-success"><div class="panel-heading"><div class="panel-icon"><i class="icon-success"></i></div><div class="panel-title">&#x6570;&#x636E;&#x5BF9;&#x9F50;&#x548C;&#x5B58;&#x50A8;&#x5C42;&#x6B21;&#x7ED3;&#x6784;</div></div><div class="panel-content"><p>&#x60F3;&#x4E00;&#x60F3;, &#x4E3A;&#x4EC0;&#x4E48;&#x7F16;&#x8BD1;&#x5668;&#x4E3A;&#x53D8;&#x91CF;&#x5206;&#x914D;&#x5B58;&#x50A8;&#x7A7A;&#x95F4;&#x7684;&#x65F6;&#x5019;&#x4E00;&#x822C;&#x90FD;&#x4F1A;&#x5BF9;&#x9F50;? &#x8BBF;&#x95EE;&#x4E00;&#x4E2A;&#x6CA1;&#x6709;&#x5BF9;&#x9F50;&#x7684;&#x5B58;&#x50A8;&#x7A7A;&#x95F4;&#x4F1A;&#x7ECF;&#x5386;&#x600E;&#x4E48;&#x6837;&#x7684;&#x8FC7;
&#x7A0B;?</p>
</div></div></p>
<p>&#x5173;&#x4E8E; cache &#x5177;&#x4F53;&#x5982;&#x4F55;&#x5DE5;&#x4F5C;, &#x8BFE;&#x4E0A;&#x90FD;&#x5DF2;&#x7ECF;&#x8BE6;&#x7EC6;&#x8BB2;&#x8FC7;, &#x8FD9;&#x91CC;&#x5C31;&#x4E0D;&#x53E6;&#x5916;&#x53D9;&#x8FF0;&#x4E86;. &#x503C;&#x5F97;&#x4E00;&#x63D0;&#x7684;&#x662F;&#x7EF4;&#x57FA;&#x767E;&#x79D1;&#x4E2D;&#x7684; <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/CPU_cache" target="_blank">CPU cache</a> &#x9875;&#x9762;, &#x91CC;&#x9762;&#x9664;&#x4E86;&#x8BFE;&#x5802;&#x4E0A;&#x8BB2;&#x8FC7;&#x7684;&#x77E5;&#x8BC6;, &#x8FD8;&#x6709;&#x8BF8;&#x591A;&#x5EF6;&#x4F38;, &#x503C;&#x5F97;&#x4ED4;&#x7EC6;&#x7422;&#x78E8;.</p>
<p><div class="panel panel-danger"><div class="panel-heading"><div class="panel-icon"><i class="icon-danger"></i></div><div class="panel-title">&#x5B9E;&#x73B0; cache</div></div><div class="panel-content"><p>&#x5728; <code>cache.c</code> &#x4E2D;&#x5B9E;&#x73B0;&#x5982;&#x4E0B;&#x51FD;&#x6570;</p>
<pre><code class="lang-c"><span class="hljs-comment">// &#x4ECE;cache&#x4E2D;&#x8BFB;&#x51FA;`addr`&#x5730;&#x5740;&#x5904;&#x7684;4&#x5B57;&#x8282;&#x6570;&#x636E;</span>
<span class="hljs-comment">// &#x82E5;&#x7F3A;&#x5931;, &#x9700;&#x8981;&#x5148;&#x4ECE;&#x5185;&#x5B58;&#x4E2D;&#x8BFB;&#x5165;&#x6570;&#x636E;</span>
<span class="hljs-keyword">uint32_t</span> cache_read(<span class="hljs-keyword">uintptr_t</span> addr);

<span class="hljs-comment">// &#x5F80;cache&#x4E2D;`addr`&#x5730;&#x5740;&#x6240;&#x5C5E;&#x7684;&#x5757;&#x5199;&#x5165;&#x6570;&#x636E;`data`, &#x5199;&#x63A9;&#x7801;&#x4E3A;`wmask`</span>
<span class="hljs-comment">// &#x4F8B;&#x5982;&#x5F53;`wmask`&#x4E3A;`0xff`&#x65F6;, &#x53EA;&#x5199;&#x5165;&#x4F4E;8&#x6BD4;&#x7279;</span>
<span class="hljs-comment">// &#x82E5;&#x7F3A;&#x5931;, &#x9700;&#x8981;&#x4ECE;&#x5148;&#x5185;&#x5B58;&#x4E2D;&#x8BFB;&#x5165;&#x6570;&#x636E;</span>
<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">void</span> <span class="hljs-title">cache_write</span><span class="hljs-params">(uintptr_t addr, uint32_t data, uint32_t wmask)</span></span>;

<span class="hljs-comment">// &#x521D;&#x59CB;&#x5316;&#x4E00;&#x4E2A;&#x6570;&#x636E;&#x5927;&#x5C0F;&#x4E3A;`2^total_size_width`B, &#x5173;&#x8054;&#x5EA6;&#x4E3A;`2^associativity_width`&#x7684;cache</span>
<span class="hljs-comment">// &#x4F8B;&#x5982;`init_cache(14, 2)`&#x5C06;&#x521D;&#x59CB;&#x5316;&#x4E00;&#x4E2A;16KB, 4&#x8DEF;&#x7EC4;&#x76F8;&#x8054;&#x7684;cache</span>
<span class="hljs-comment">// &#x5C06;&#x6240;&#x6709;valid bit&#x7F6E;&#x4E3A;&#x65E0;&#x6548;&#x5373;&#x53EF;</span>
<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">void</span> <span class="hljs-title">init_cache</span><span class="hljs-params">(<span class="hljs-keyword">int</span> total_size_width, <span class="hljs-keyword">int</span> associativity_width)</span></span>;
</code></pre>
<p>&#x53E6;&#x5916; cache &#x7684;&#x4E00;&#x4E9B;&#x7279;&#x6027;&#x5982;&#x4E0B;:</p>
<ul>
<li>&#x5757;&#x5927;&#x5C0F;&#x4E3A;64B(&#x89C1; <code>common.h</code> &#x4E2D; <code>BLOCK_SIZE</code> &#x7684;&#x5B9A;&#x4E49;)</li>
<li>&#x66FF;&#x6362;&#x7B97;&#x6CD5;&#x91C7;&#x7528;&#x968F;&#x673A;&#x65B9;&#x5F0F;</li>
<li>&#x5199;&#x56DE;, &#x5199;&#x5206;&#x914D;</li>
</ul>
<p><code>mem.c</code> &#x4E2D;&#x63D0;&#x4F9B;&#x4E86;&#x5982;&#x4E0B;&#x4E24;&#x4E2A;&#x51FD;&#x6570;, cache &#x7F3A;&#x5931;/&#x5199;&#x56DE;&#x7684;&#x65F6;&#x5019;&#x9700;&#x8981;&#x7528;&#x5230;&#x5B83;&#x4EEC;:</p>
<pre><code class="lang-c"><span class="hljs-comment">// &#x4ECE;&#x5757;&#x53F7;&#x4E3A;`block_num`&#x7684;&#x5185;&#x5B58;&#x5730;&#x5740;&#x4E2D;&#x8BFB;&#x51FA;&#x4E00;&#x6574;&#x4E2A;cache&#x5757;&#x5927;&#x5C0F;&#x7684;&#x5185;&#x5BB9;&#x5230;`buf`&#x4E2D;</span>
<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">void</span> <span class="hljs-title">mem_read</span><span class="hljs-params">(uintptr_t block_num, uint8_t *buf)</span></span>;

<span class="hljs-comment">// &#x5F80;&#x5757;&#x53F7;&#x4E3A;`block_num`&#x7684;&#x5185;&#x5B58;&#x5730;&#x5740;&#x4E2D;&#x5199;&#x5165;&#x4E00;&#x6574;&#x4E2A;cache&#x5757;&#x5927;&#x5C0F;&#x7684;&#x5185;&#x5BB9;`buf`</span>
<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">void</span> <span class="hljs-title">mem_write</span><span class="hljs-params">(uintptr_t block_num, uint8_t *buf)</span></span>;
</code></pre>
</div></div></p>
<p><div class="panel panel-success"><div class="panel-heading"><div class="panel-icon"><i class="icon-success"></i></div><div class="panel-title">&#x5982;&#x4F55;&#x6D4B;&#x8BD5;&#x4F60;&#x7684;cache&#x5B9E;&#x73B0;</div></div><div class="panel-content"><p>&#x6846;&#x67B6;&#x4EE3;&#x7801;&#x63D0;&#x4F9B;&#x4E86;&#x4E00;&#x5957;CPU&#x63A5;&#x53E3; <code>cpu_read()</code> &#x548C; <code>cpu_write()</code> , &#x5B83;&#x4EEC;&#x4F1A;&#x8C03;&#x7528;&#x4F60;&#x5B9E;&#x73B0;&#x7684; <code>cache_read()</code> &#x548C; <code>cache_write()</code>.</p>
<p>&#x540C;&#x65F6;&#x6846;&#x67B6;&#x4EE3;&#x7801;&#x63D0;&#x4F9B;&#x4E86;&#x4E00;&#x5957; uncache &#x7684;&#x63A5;&#x53E3; <code>cpu_uncache_read()</code> &#x548C; <code>cpu_uncache_write()</code> , &#x7528;&#x4E8E;&#x76F4;&#x63A5;&#x8BBF;&#x95EE;&#x53E6;&#x4E00;&#x4E2A;&#x72EC;&#x7ACB;&#x7684;&#x5185;&#x5B58;. &#x8FD9;&#x6837;&#x662F;&#x4E3A;&#x4E86;&#x5BF9;&#x4F60;&#x7684;&#x5B9E;&#x73B0;&#x8FDB;&#x884C;&#x5BF9;&#x6BD4;&#x6D4B;&#x8BD5;, &#x6D4B;&#x8BD5;&#x7684;&#x4E3B;&#x8981;&#x601D;&#x60F3;&#x662F;: <strong>&#x4ECE; CPU &#x7AEF;&#x6765;&#x770B;, &#x6709;&#x65E0; cache &#x5E76;&#x4E0D;&#x5F71;&#x54CD;&#x8BFB;&#x6570;&#x636E;&#x7684;&#x7ED3;&#x679C;.</strong></p>
<p>&#x56E0;&#x6B64;, &#x6846;&#x67B6;&#x4EE3;&#x7801;&#x4F1A;&#x968F;&#x673A;&#x751F;&#x6210;&#x4E00;&#x4E9B;&#x8BBF;&#x5B58;&#x8BF7;&#x6C42;, &#x540C;&#x65F6;&#x8F93;&#x5165;&#x5230;&#x4E24;&#x5957; CPU &#x63A5;&#x53E3;&#x4E2D;, &#x5E76;&#x5BF9;&#x6BD4;&#x8BFB;&#x63A5;&#x53E3;&#x7684;&#x7ED3;&#x679C;. &#x82E5;&#x5728;&#x67D0;&#x4E00;&#x65F6;&#x523B;&#x53D1;&#x73B0;&#x8BFB;
&#x7ED3;&#x679C;&#x4E0D;&#x4E00;&#x81F4;, &#x5C31;&#x4F1A;&#x89E6;&#x53D1;&quot;assertion failed&quot;.</p>
<p>&#x53E6;&#x5916;&#x4E3A;&#x4E86;&#x65B9;&#x4FBF;&#x8C03;&#x8BD5;, &#x6211;&#x4EEC;&#x5141;&#x8BB8;&#x5C06;&#x968F;&#x673A;&#x79CD;&#x5B50;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x53C2;&#x6570;&#x6765;&#x8FD0;&#x884C; cache &#x7A0B;&#x5E8F;, &#x5982;&#x679C;&#x4F7F;&#x7528;&#x76F8;&#x540C;&#x7684;&#x79CD;&#x5B50;&#x591A;&#x6B21;&#x8FD0;&#x884C;, &#x5C31;&#x4F1A;&#x4EA7;&#x751F;&#x4E00;&#x6837;
&#x7684;&#x968F;&#x673A;&#x6570;&#x5E8F;&#x5217;.</p>
</div></div></p>
<hr>
<p>&#x4EE5;&#x4E0A;&#x662F; Lab3 - Cachesim &#x7684;&#x6240;&#x6709;&#x5185;&#x5BB9;&#x3002;</p>

                                
                                </section>
                            
    </div>
    <div class="search-results">
        <div class="has-results">
            
            <h1 class="search-results-title"><span class='search-results-count'></span> results matching "<span class='search-query'></span>"</h1>
            <ul class="search-results-list"></ul>
            
        </div>
        <div class="no-results">
            
            <h1 class="search-results-title">No results matching "<span class='search-query'></span>"</h1>
            
        </div>
    </div>
</div>

                        </div>
                    </div>
                
            </div>

            
                
                <a href="pa4/4.2.html" class="navigation navigation-prev " aria-label="Previous page: 4.2 时钟中断">
                    <i class="fa fa-angle-left"></i>
                </a>
                
                
                <a href="问题汇总/" class="navigation navigation-next " aria-label="Next page: 问题汇总">
                    <i class="fa fa-angle-right"></i>
                </a>
                
            
        
    </div>

    <script>
        var gitbook = gitbook || [];
        gitbook.push(function() {
            gitbook.page.hasChanged({"page":{"title":"Lab3 - Cachesim","level":"1.8","depth":1,"next":{"title":"问题汇总","level":"1.9","depth":1,"path":"问题汇总/README.md","ref":"问题汇总/README.md","articles":[{"title":"PA0","level":"1.9.1","depth":2,"path":"问题汇总/PA0.md","ref":"问题汇总/PA0.md","articles":[]},{"title":"PA1","level":"1.9.2","depth":2,"path":"问题汇总/PA1.md","ref":"问题汇总/PA1.md","articles":[]},{"title":"PA2","level":"1.9.3","depth":2,"path":"问题汇总/PA2.md","ref":"问题汇总/PA2.md","articles":[]},{"title":"PA3","level":"1.9.4","depth":2,"path":"问题汇总/PA3.md","ref":"问题汇总/PA3.md","articles":[]}]},"previous":{"title":"4.2 时钟中断","level":"1.7.2","depth":2,"path":"pa4/4.2.md","ref":"pa4/4.2.md","articles":[]},"dir":"ltr"},"config":{"gitbook":"*","theme":"default","variables":{},"plugins":["panel","-sharing"],"pluginsConfig":{"panel":{},"highlight":{},"search":{},"lunr":{"maxIndexSize":1000000,"ignoreSpecialCharacters":false},"fontsettings":{"theme":"white","family":"sans","size":2},"theme-default":{"styles":{"website":"styles/website.css","pdf":"styles/pdf.css","epub":"styles/epub.css","mobi":"styles/mobi.css","ebook":"styles/ebook.css","print":"styles/print.css"},"showLevel":false}},"structure":{"langs":"LANGS.md","readme":"README.md","glossary":"GLOSSARY.md","summary":"SUMMARY.md"},"pdf":{"pageNumbers":true,"fontSize":12,"fontFamily":"Arial","paperSize":"a4","chapterMark":"pagebreak","pageBreaksBefore":"/","margin":{"right":62,"left":62,"top":56,"bottom":56}},"styles":{"website":"styles/website.css","pdf":"styles/pdf.css","epub":"styles/epub.css","mobi":"styles/mobi.css","ebook":"styles/ebook.css","print":"styles/print.css"}},"file":{"path":"lab3.md","mtime":"2022-03-02T14:31:25.177Z","type":"markdown"},"gitbook":{"version":"3.2.3","time":"2022-06-05T09:31:00.205Z"},"basePath":".","book":{"language":""}});
        });
    </script>
</div>

        
    <script src="gitbook/gitbook.js"></script>
    <script src="gitbook/theme.js"></script>
    
        
        <script src="gitbook/gitbook-plugin-search/search-engine.js"></script>
        
    
        
        <script src="gitbook/gitbook-plugin-search/search.js"></script>
        
    
        
        <script src="gitbook/gitbook-plugin-lunr/lunr.min.js"></script>
        
    
        
        <script src="gitbook/gitbook-plugin-lunr/search-lunr.js"></script>
        
    
        
        <script src="gitbook/gitbook-plugin-fontsettings/fontsettings.js"></script>
        
    

    </body>
</html>

